【物联网设备端开发】ESP

Modbus从站例子

此示例演示了使用FreeModbus协议栈来实现ESP32作为从站设备来进行通信， 该示例允许外部 Modbus主站使用 Modbus协议读取/写入的从站设备参数， “mb_example_common/modbus_params.h”头文件中，定义了可通过Modbus协议操作的参数，用户修改该文件来添加/删除自己的自定义参数。 这些在结构“holding_reg_params”、“input_reg_params”、“coil_reg_params”和“discrete_reg_params”中表示，分别用于保存寄存器、输入参数、线圈和离散输入。 app_main应用程序演示了如何启动Modbus协议，当参数发生变化时会通知主站设备。 FreeModbus 协议栈位于“components/freemodbus”文件夹中，包含“/port”文件夹，该文件夹中包含与 ESP32 连接的堆栈端口。 可以在 KConfig 文件中配置一些端口参数，以正确启动协议栈（有关详细信息，请参阅下面的说明）。

“examples/protocols/modbus/mb_example_common”文件夹中定义从站示例使用到的参数结构。

所需硬件 :

选项1: PC (Modbus从站应用软件) + 连接到USB端口的USB串行适配器 + RS485线路驱动器 + ESP32开发板 MAX485线路驱动器芯片在下文中作为示例，但其他类似的芯片也可以使用。

选项2: 根据其README.md文件的说明配置了modbus_master示例应用程序，并将其烧录到ESP32开发板上。 注意: 在modbus_master示例中，可以编辑“Example Data (Object) Dictionary”来处理连接到Modbus段的从站设备的参数。 RS485示例电路示意图:

         VCC ---------------+                               +--------------- VCC
                            |                               |
                    +-------x-------+               +-------x-------+
         RXD <------| RO            | DIFFERENTIAL  |             RO|-----> RXD
                    |              B|---------------|B              |
         TXD ------>| DI   MAX485   |    \  /       |    MAX485   DI|<----- TXD
ESP32 board         |               |   RS-485 side |               |    Modbus master
         RTS --+--->| DE            |    /  \       |             DE|---+
               |    |              A|---------------|A              |   |
               +----| /RE           |    PAIR       |            /RE|---+-- RTS
                    +-------x--------+              +-------x-------+
                            |                               |
                           ---                             ---

如何设置和使用示例:

配置软件

输入下面的命令开始配置:

idf.py menuconfig

选择“Modbus示例配置”菜单项。 使用以下命令和表格配置用于 Modbus 通信的 UART 引脚。

  ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------
  |  UART Interface       | #define            | Default pins for      | Default pins for          | External RS485 Driver Pin |
  |                       |                    | ESP32 (C6)            | ESP32-S2 (S3, C3, C2, H2) |                           |
  | ----------------------|--------------------|-----------------------|---------------------------|---------------------------|
  | Transmit Data (TxD)   | CONFIG_MB_UART_TXD | GPIO23                | GPIO9                     | DI                        |
  | Receive Data (RxD)    | CONFIG_MB_UART_RXD | GPIO22                | GPIO8                     | RO                        |
  | Request To Send (RTS) | CONFIG_MB_UART_RTS | GPIO18                | GPIO10                    | ~RE/DE                    |
  | Ground                | n/a                | GND                   | GND                       | GND                       |
  ------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

注意: 每个目标芯片都有不同的GPIO引脚可用于UART连接。有关更多信息，请参阅所选目标的UART文档。

Modbus communiction modeModbus slave address

设置外部 Modbus主站软件

选项1： 根据应用程序中使用的端口配置参数配置外部Modbus主站软件。 例如，可以使用Modbus Poll应用程序与该示例一起使用。

Modbus communiction mode

应用编译和烧写

构建项目并烧写程序到板上，然后运行监视器工具查看串行输出：

idf.py -p PORT flash monitor

Ctrl-]

有关配置和使用ESP-IDF构建项目的完整步骤，请参阅《Getting Started Guide》

示例输出

应用程序的示例输出:

I (13941) SLAVE_TEST: INPUT READ (13651163 us), ADDR:1, TYPE:8, INST_ADDR:0x3ffb2fd0, SIZE:2
I (13951) SLAVE_TEST: HOLDING READ (13656431 us), ADDR:1, TYPE:2, INST_ADDR:0x3ffb2fe0, SIZE:2
I (13961) SLAVE_TEST: INPUT READ (13665877 us), ADDR:3, TYPE:8, INST_ADDR:0x3ffb2fd4, SIZE:2
I (13971) SLAVE_TEST: HOLDING READ (13676010 us), ADDR:3, TYPE:2, INST_ADDR:0x3ffb2fe4, SIZE:2
I (13981) SLAVE_TEST: INPUT READ (13686130 us), ADDR:5, TYPE:8, INST_ADDR:0x3ffb2fd8, SIZE:2
I (13991) SLAVE_TEST: HOLDING READ (13696267 us), ADDR:5, TYPE:2, INST_ADDR:0x3ffb2fe8, SIZE:2
I (14001) SLAVE_TEST: COILS READ (13706331 us), ADDR:0, TYPE:32, INST_ADDR:0x3ffb2fcc, SIZE:8
I (14001) SLAVE_TEST: Modbus controller destroyed.

输出行描述了操作类型、时间戳、Modbus地址、访问类型、参数结构中的存储地址和寄存器数量。